制桶工艺学
第八章 封闭器成形
第二节 封闭器成形刃具切削原理与参数
8.2.3 切削液
在金属切削和滚轧过程中，刃具与工件，刃具与切屑的界面间有着很大的摩擦，使切削力，切削热和工件变形增加，导致刃具磨损，也影响已加工表面质量。合理地选用切削液（也称冷却液），可以改善金属切削过程和滚轧过程中的界面摩擦情况，减少刃具和切屑的粘结，抑制积屑瘤和鳞刺的生长，降低切削温度，减少工件热变形，保证加工精度，减少切削力，提高刃具耐用度和生产率。
一、切削液的作用
1. 切削液的冷却作用
切削液也称冷却润滑液，它的冷却作用，早己被人们所认识。
在切削过程中，被切金属层的变形（晶格间的滑移）称为内摩擦，切屑与前刀面之间的摩擦和后刀面与工件间的摩擦称为外摩擦，由于内外摩擦产生大量的切削热，这些切削热就使切削区温度逐渐升高。
使用切削液可将上述内、外摩擦产生的切削热吸收并带走，从而降低切削温度，提高刃具耐用度和加工质量。
2. 切削液的润滑作用
切削时切屑，工件与刀具的摩擦可分为干摩擦、流体润滑摩擦和边界润滑摩擦。边界润滑摩擦系数值大于流体润滑，但小于干摩擦。
在切削时，切削液中的表面活性物质能在刃具和工件表面上形成一层很薄的并具有一定强度和耐温性能的吸附润滑膜。由于有了这层润滑膜减小了刃具与工件和切屑间的摩擦系数，减轻了切屑与刃具的粘附和积屑瘤的产生，减小了刃具的磨损，起到了润滑作用。
如果切削液的极压性能良好，润滑膜布满金属表面，金属接触面积很小或接近于零，则润滑情况接近于流体润滑。
大多数的金属切削过程是在边界润滑摩擦条件下进行的，采用恰当的能适应这种摩擦状态的切削液，就能改善切削过程的摩擦条件，达到提高切削效果的目的。
3. 切削液的清洗作用
在切削过程中，有时产生一些细小的切屑，为了防止这些碎屑附在工件、刃具布机床上，影响工件已加工表面质量，刃具耐用度和机床精度，要求切削液具有良好的清洗作用。即要求切削液的表面张力低，流动性及渗透性好。
4. 切削液的防锈作用
为了使工件、机床、刃具不受周围介质（如氧、潮气、手汗等）的腐蚀。要求切削液有良好的防锈作用。防锈添加剂是一种极性很强的化合物，它与金属表面有很强的附着力，在表面上吸附形成保护膜或与金属化合形成纯化膜，防止金属与腐蚀介质接触而引起的生锈作用。
二、切削液的分类、添加剂和配方
1. 切削液的分类
在封闭器成形加工工艺中采用二大类切削液即：乳化液、切削油。
（1）乳化液。乳化液是乳化油用水稀释而成。乳化油是矿物油，乳化剂及添加剂配成。
（2）切削油。切削油主要成分是矿物油，动植物油或复合油，加入少量添加剂配成。
乳化液和切削油详细分类见表8-9。
表8-9 切削液的分类
| 类别 |
特点 |
切削油 |
矿物油植物油复合油 |
润滑性能好，冷却性能差，机械油适用于流体滑润，植物油和复合油适用于边界滑润 |
极压切削油 |
良好的极压性能，适用于极压边界润滑，可以代替植物油或复合油 |
乳化油 |
防锈乳化液 |
良性的防锈性能，冷却性能、润滑性能一般，清洗性能较差，适用于防锈性能要求较高的工序 |
普通乳化液 |
良好的清洗性能，适用于防锈性要求不高的机械加工工序 |
极压乳化液 |
良好的极压性能，适用于极压边界润滑，可代替植物油 |
2. 切削液中的添加剂
为了改善切削液的性能而加入的化学物质，称为添加剂。常见的有油性、极压添加剂，防锈添加剂，防霉添加剂，抗泡沫添加剂以及乳化剂等（详见表8-10）。
表8-10 切削液中添加剂及作用
| 分类 |
添加剂 |
作用 |
油性添加剂 |
动植物油、脂肪酸及其皂、脂肪醚及多元醇、酯类、酮类、胺类等化合物 |
渗透，润滑 |
极压添加剂 |
硫、磷、氯等有机化合物 |
提高润滑膜经受温度，压力的能力 |
防锈添加剂 |
水溶性 |
亚硝酸钠、磷酸三钠、磷酸氢二钠、水玻璃、苯甲酸钠、苯甲酸胺、三乙醇胺、单乙醇胺、苯乙醇胺、六次甲基四胺、尿素、硼酸苯骈三氯唑等 |
提高与金属表面的附着能力，形成保护膜或化合形成钝化膜起到防锈作用（注：仅用0.1%以下即可） |
油溶性 |
石油磺酸钡、石油磺酸钠、石油磺酸钙、环烷酸锌、二壬基萘磺酸钡、烯基丁二酸、氧化石油脂及其皂、硬脂酸铝、羊毛脂及其皂、山梨糖醇单油酸脂等 |
乳化剂（表面活性剂） |
石油磺酸钠、油酸钠皂、松香酸钠皂、高碳酸钠皂、磺化蓖麻油、油酸三乙醇胺聚氧乙烯烷基粉醚（平平加）、聚氧乙烯烷基酚醚（OP）、山梨醇酸酯（司本）、聚氧乙烯山梨糖醇油酸酯（吐温） |
使矿物油和水乳化形成稳定乳化液 |
3. 切削液的配方
在封闭器成形中，由于加工工艺不同，因而需选用不同的切削液。
在攻丝和车削中，一般选用极压乳化液或防锈乳化液。车刀如用硬质合金刀片则可不用切削液。
在滚轧工艺中，一般选用润滑性能好的极压切削液。
选择切削掖必须得当，否则得不到应有的效果。在此对封闭器成形工艺中的切削液配方作一简单介绍。
（1）极压乳化液配方有以下几种：
①石油磺酸纳10%+石油磺酸铅6%+氯化石蜡4%+氯化硬脂酸3%+油酸3%+三乙醇胺3.5%+20#机油70.5%组成极压乳化油。用量用5～20%，其余用水稀释。
②石油磺酸纳9%+石油磺酸钡2.5%+氯化石蜡10%+环烷酸铅3.3%+油酸5%+三乙醇胺4%+7#机械油10%+10#机械油56.2%组成极压乳化油。用量用5～25%，其余用水稀释。
（2）极压切削油配方有以下几种：
①氯化石蜡40%+石油磺酸钙1%+二烷基二硫化磷酸锌1%+苯骈三氮唑0.2%+乙醇0.5～0.8%+5#高速机油57～57.3%。
②氯化石蜡10%+环烷酸铅6%+石油碳酸钡0.5%+7#高速机油10%+20#机械油73.5%。
③氯化石蜡20%+二烷基二硫代磷酸锌1%+5#或7#高速机油79%。
